[发明专利]一种p型导电薄膜NbxW1‑xS2及制备方法

摘要

本发明涉及一种p型导电薄膜NbxW1‑xS2及制备方法，在WS2中掺入Nb元素，受主掺杂即形成p型半导体。Nb掺入WS2中可以适当减小WS2的带隙值，有利于提高电子的迁移率。因而，Nb掺入WS2中可形成一种p型导电薄膜NbxW1‑xS2，同时薄膜的内应力较小，并可获得较高的霍尔迁移率。本发明方法制备时先采用射频磁控溅射方法在Si衬底上沉积NbxW1‑xO2薄膜，然后对NbxW1‑xO2薄膜进行硫化，生成NbxW1‑xS2薄膜后进行原位退火。本发明制备的p型导电薄膜NbxW1‑xS2，不仅内应力较小，并且具有较高的霍尔迁移率，可用于p型场效应晶体管的沟道材料。

主权项

一种制备p型导电薄膜NbxW1‑xS2的方法，所述NbxW1‑xS2薄膜中Nb的掺入量x为0.2～0.4，所述NbxW1‑xS2薄膜的厚度为10～20nm，其特征在于步骤如下：步骤1、清洗Si衬底：将Si衬底在6～14％的氢氟酸溶液中浸泡除去表面氧化膜；然后将Si衬底在去离子水中采用超声波清洗；然后将Si衬底放在无水乙醇中用超声波清洗得到清洗干净的Si衬底；步骤2、采用射频磁控溅射方法在Si衬底上沉积NbxW1‑xO2薄膜：NbxW1‑xO2薄膜沉积的工艺参数为：钨靶的溅射功率80～100W，钨靶的靶基距7.0～9.0cm；铌靶的溅射功率100～120W，铌靶的靶基距7.0～9.0cm；Ar气流量为10～20.0SCCM，O2气流量为5～15.0SCCM，衬底温度200～300℃，溅射气压0.2～0.4Pa，沉积时间6～14min；步骤3、在管式炉中对NbxW1‑xO2薄膜进行硫化：硫化NbxW1‑xO2薄膜的工艺流程为：对管式炉进行抽气20～40min；然后，边抽气边通入Ar气30～50.0SCCM，持续时间30～50min；停止抽气，充入Ar气至大气压；对管式炉进行加热，同时通入Ar气40～60.0SCCM，加热温度为600～700℃；然后，通入H2S和Ar的混合气体，Ar气40～80.0SCCM，H2S气10～20.0SCCM，保温时间30～40min；步骤4、原位退火：对经过步骤3的镀膜Si衬底在原位进行退火处理，工艺条件为：退火温度750～850℃、退火保护气氛Ar气、退火时间30～70min，得到NbxW1‑xS2薄膜。